【正文】 軌道不連續(xù)，所以能量值也是不連續(xù)的，這些不連續(xù)的能量值叫做能級。在這些能量狀態(tài)是穩(wěn)定的，并不向外界輻射能量，叫定態(tài)③原子可以從一個能級躍遷到另一個能級。原子由高能級向低能級躍遷時，放出光子，在吸收一個光子或通過其他途徑獲得能量時，則由低能級向高能級躍遷。原子在兩個能級間躍遷時輻射或吸收光子的能量（量子化就是不連續(xù)性，n叫量子數(shù)。）（2）從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加熱的方法，使分子熱運動加劇，分子間的相互碰撞可以傳遞能量）。原子從低能級向高能級躍遷時只能吸收一定頻率的光子；而從某一能級到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。（如在基態(tài)，可以吸收E ≥，所吸收的能量除用于電離外，都轉(zhuǎn)化為電離出去的電子的動能）。（3）玻爾理論的局限性。由于引進了量子理論（軌道量子化和能量量子化），玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律。但由于它保留了過多的經(jīng)典物理理論（牛頓第二定律、向心力、庫侖力等），所以在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難。0eV例1：（1） 種可能的躍遷方式 （ C42 ）（2） 計算最高的光子頻率（3） 計算最大波長 例2：現(xiàn)有1200個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的。（ D ） A．2200 B．2000 C．1200 D．24 004．氫原子中的電子云對于宏觀質(zhì)點，只要知道它在某一時刻的位置和速度以及受力情況，就可以應用牛頓定律確定該質(zhì)點運動的軌道，算出它在以后任意時刻的位置和速度。對電子等微觀粒子，牛頓定律已不再適用，因此不能用確定的坐標描述它們在原子中的位置。玻爾理論中說的“電子軌道”實際上也是沒有意義的。更加徹底的量子理論認為，我們只能知道電子在原子核附近各點出現(xiàn)的概率的大小。在不同的能量狀態(tài)下，電子在各個位置出現(xiàn)的概率是不同的。如果用疏密不同的點子表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率，畫出圖來，就像一片云霧一樣，可以形象地稱之為電子云。二、天然放射現(xiàn)象1．天然放射現(xiàn)象——天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認識到原子核也有復雜結(jié)構(gòu)。1895年——湯姆生——電子 1896年——貝可勒爾——天然放射現(xiàn)象 1897年——倫琴——倫琴射線大于等于83號元素的都具有天然放射性，小于83號的有的也具有天然放射性2．各種放射線的性質(zhì)比較種 類本 質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性α射線氦核4+2最強最弱，紙能擋住β射線電子1/18401較強較強，穿幾mm鋁板γ射線光子001最弱最強，穿幾cm鉛版β γ αα　γ　　 β⑴　　　　　　　 　　 ?、啤　　　　　　　　　　　　　　、荗三種射線在勻強磁場、勻強電場、正交電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況比較：如⑴、⑵圖所示，在勻強磁場和勻強電場中都是β比α的偏轉(zhuǎn)大，γ不偏轉(zhuǎn)；區(qū)別是：在磁場中偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧，在電場中偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線。⑶圖中γ肯定打在O點；如果α也打在O點，則β必打在O點下方；如果β也打在O點，則α必打在O點下方。半衰期 描述衰變的快慢 由核內(nèi)部本身決定，與所處的物理和化學狀態(tài)無關 是統(tǒng)計規(guī)律，少數(shù)原子核不存在該規(guī)律 放射源探測接收器MN【例3】如圖所示，是利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置。假如放射源能放射出α、β、γ三種射線，而根據(jù)設計，該生產(chǎn)線壓制的是3mm厚的鋁板，那么是三種射線中的____射線對控制厚度起主要作用。當探測接收器單位時間內(nèi)接收到的放射性粒子的個數(shù)超過標準值時，將會通過自動裝置將M、N兩個軋輥間的距離調(diào)節(jié)得_____些。 解：α射線不能穿過3mm厚的鋁板，γ射線又很容易穿過3mm厚的鋁板，基本不受鋁板厚度的影響。而β射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會使穿過鋁板的β射線的強度發(fā)生較明顯變化。即是β射線對控制厚度起主要作用。若超過標準值，說明鋁板太薄了，應該將兩個軋輥間的距離調(diào)節(jié)得大些。三、核反應（核的變化，電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量并不守恒。 ） （1）衰變：α衰變：（核內(nèi)） β衰變：（核內(nèi)） +β衰變：（核內(nèi)） γ衰變：原子核的能量也是不連續(xù)的，原子核放出射線后，核處于激發(fā)態(tài)，當它向低能級躍遷時，輻射γ光子。因此γ衰變是伴隨著α、β衰變發(fā)生的。 （2）人工轉(zhuǎn)變：（盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應） （查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應） （小居里人工制造放射性同位素）放射性同位素的應用 ①利用其射線：α射線電離性強，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程。 ②作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。 ③進行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（種類齊全，半衰期短，可制成各種形狀，強度容易控制）。 （3）重核的裂變： 在一定條件下（超過臨界體積），裂變反應會連續(xù)不斷地進行下去，這就是鏈式反應。 （4）輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應） 【例4】關于放射性同位素應用的下列說法中正確的有 A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達到消除有害靜電的目的 B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視 C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種 D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害 解：利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離性，使空氣分子電離成為導體，將靜電泄出。γ射線對人體細胞傷害太大，不能用來進行人體透視。作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)秀品種。用γ射線治療腫瘤對人體肯定有副作用，因此要科學地嚴格控制劑量。本題選D。 四、核能 1．核能——核反應中放出的能叫核能。 2．質(zhì)量虧損——核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。3．愛因斯坦質(zhì)能方程：物體的能量和質(zhì)量間存在著正比關系。比例系數(shù)為光速的平方。 （在非國際單位里，可以用1Uc2=。） 4．釋放核能的途徑 凡是釋放核能的核反應都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的，每個核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應都是釋放核能的。 【例5】 1027kg，1027kg，1027kg。一個鋰核受到一個質(zhì)子轟擊變?yōu)?個α粒子，⑴寫出核反應方程，并計算該反應釋放的核能是多少？⑵1mg鋰原子發(fā)生反應共釋放多少核能？ 解：⑴H+Li →2He 反應前一個氫原子和一個鋰原子共有8個核外電子，反應后兩個氦原子也是共有8個核外電子，因此只要將一個氫原子和一個鋰原子的總質(zhì)量減去兩個氦原子的質(zhì)量，得到的恰好是反應前后核的質(zhì)量虧損，電子質(zhì)量自然消掉。由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2得釋放核能ΔE=1012J ⑵1mg鋰原子含鋰原子個數(shù)為106247。1027，每個鋰原子對應的釋放能量是=1012J，108J核能。 【例6】 靜止的氡核Rn放出α粒子后變成釙核Po，α粒子動能為Eα。若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動能，真空中的光速為c，則該反應中的質(zhì)量虧損為 A. B. 0 C. D. 解：由于動量守恒，反沖核和α粒子的動量大小相等，由，它們的動能之比為4∶218，因此衰變釋放的總能量是，由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是?！纠?】靜止在勻強磁場中的一個B核俘獲了一個速度為向v =104m/s的中子而發(fā)生核反應，生成α粒子與一個新核。測得α粒子的速度為2104 m/s，方向與反應前中子運動的方向相同，且與磁感線方向垂直。求：⑴寫出核反應方程。⑵畫出核反應生成的兩個粒子的運動軌跡及旋轉(zhuǎn)方向的示意圖（磁感線方向垂直于紙面向外）。⑶求α粒子與新核軌道半徑之比。⑷求α粒子與新核旋轉(zhuǎn)周期之比。 α 解：（1）由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：B+n→He+Li （2）由于α粒子和反沖核都帶正電，由左手定則知，它們旋轉(zhuǎn)方向都是順時針方向 （3）由動量守恒可以求出反沖核的速度大小是103m/s方向和α粒子的速度方向相反，由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式可求得它們的半徑之比是120∶7 （4）由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期公式可求得它們的周期之比是6∶7 5．核反應堆目前的所有正式運行的核電站都是應用裂變發(fā)電的。 核反應堆的主要組成是： （1）核燃料。用濃縮鈾（能吸收慢中子的鈾235占3%~4%）。 （2）減速劑。用石墨或重水（使裂變中產(chǎn)生的中子減速，以便被鈾235吸收）。 （3）控制棒。用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強）。 （4）冷卻劑。用水或液態(tài)鈉（把反應堆內(nèi)的熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時使反應堆冷卻，保證安全）。 （5）水泥防護層。用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。 6．粒子物理學 到19世紀末，人們認識到物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成，原子由原子核和電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。 20世紀30年代以來，人們認識了正電子、μ子、K介子、π介子等粒子。后來又發(fā)現(xiàn)了各種粒子的反粒子（質(zhì)量相同而電荷及其它一些物理量相反）。 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子達400多種，形成了粒子物理學。按照粒子物理理論，可以將粒子分成三大類：媒介子、輕子和強子，其中強子是由更基本的粒子——夸克組成。從目前的觀點看，媒介子、輕子和夸克是沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“點狀”粒子。 用粒子物理學可以較好地解釋宇宙的演化。26